JPH04267554A - BiMOS半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
BiMOS半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH04267554A JPH04267554A JP5044891A JP5044891A JPH04267554A JP H04267554 A JPH04267554 A JP H04267554A JP 5044891 A JP5044891 A JP 5044891A JP 5044891 A JP5044891 A JP 5044891A JP H04267554 A JPH04267554 A JP H04267554A
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、バイポーラトラン
ジスタとMOSトランジスタとが同一の半導体チップ上
に混載されているBiMOS半導体装置及びその製造方
法に関するものである。
ジスタとMOSトランジスタとが同一の半導体チップ上
に混載されているBiMOS半導体装置及びその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】BiMOS半導体装置、特に、半導体チ
ップの周辺回路にバイポーラトランジスタを内蔵したB
iCMOS半導体装置は、CMOSが有する高集積性及
び低消費電力性という長所を活かしつつECLレベルの
高速特性でインタフエースを行うことができるので、注
目されている(例えば、「26.1990年代のULS
Iの主役:サブミクロンBiCMOS技術」平成元年電
気・情報関連学会連合大会4−97〜100)。
ップの周辺回路にバイポーラトランジスタを内蔵したB
iCMOS半導体装置は、CMOSが有する高集積性及
び低消費電力性という長所を活かしつつECLレベルの
高速特性でインタフエースを行うことができるので、注
目されている(例えば、「26.1990年代のULS
Iの主役:サブミクロンBiCMOS技術」平成元年電
気・情報関連学会連合大会4−97〜100)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、バイポーラ
トランジスタを動作させるためには5Vの電源電圧が要
求されるにも拘らず、上記の文献、特に、その図4に示
されているBiCMOS半導体装置では、MOSトラン
ジスタにホットキャリア対策が施されていない。このた
め、このBiCMOS半導体装置では、ホットキャリア
耐性の高いMOSトランジスタを有することができない
。
トランジスタを動作させるためには5Vの電源電圧が要
求されるにも拘らず、上記の文献、特に、その図4に示
されているBiCMOS半導体装置では、MOSトラン
ジスタにホットキャリア対策が施されていない。このた
め、このBiCMOS半導体装置では、ホットキャリア
耐性の高いMOSトランジスタを有することができない
。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1のBiMOS半
導体装置は、半導体基板13上のゲート絶縁膜17上で
且つゲート電極21の側壁に第1の導電膜24が自己整
合的に形成されているMOSトランジスタ12と、前記
半導体基板13のグラフトベース領域34に接続されて
いる第2の導電膜33がベース電極21の側壁に自己整
合的に形成されているバイポーラトランジスタ11とを
有している。請求項2のBiMOS半導体装置の製造方
法は、前記ゲート電極21を前記第1の導電膜24で覆
い、前記ベース電極21の側壁で且つ前記半導体基板1
3の表面上と前記第1の導電膜24の側壁とに耐酸化膜
26を形成し、前記耐酸化膜26をマスクにして前記第
1の導電膜24をパターニングして、この第1の導電膜
24を前記ゲート電極21の側壁に残し、前記耐酸化膜
26をマスクにして前記半導体基板13の前記表面に酸
化膜27を形成して、前記耐酸化膜26に覆われている
部分を前記グラフトベース領域34に対するコンタクト
部にしている。
導体装置は、半導体基板13上のゲート絶縁膜17上で
且つゲート電極21の側壁に第1の導電膜24が自己整
合的に形成されているMOSトランジスタ12と、前記
半導体基板13のグラフトベース領域34に接続されて
いる第2の導電膜33がベース電極21の側壁に自己整
合的に形成されているバイポーラトランジスタ11とを
有している。請求項2のBiMOS半導体装置の製造方
法は、前記ゲート電極21を前記第1の導電膜24で覆
い、前記ベース電極21の側壁で且つ前記半導体基板1
3の表面上と前記第1の導電膜24の側壁とに耐酸化膜
26を形成し、前記耐酸化膜26をマスクにして前記第
1の導電膜24をパターニングして、この第1の導電膜
24を前記ゲート電極21の側壁に残し、前記耐酸化膜
26をマスクにして前記半導体基板13の前記表面に酸
化膜27を形成して、前記耐酸化膜26に覆われている
部分を前記グラフトベース領域34に対するコンタクト
部にしている。
【0005】
【作用】請求項1のBiMOS半導体装置では、ゲート
電極21の側壁に第1の導電膜24が形成されているの
で、この第1の導電膜24をLDD上に重畳させて、ゲ
ートオーバーラップLDD構造を実現することができる
。
電極21の側壁に第1の導電膜24が形成されているの
で、この第1の導電膜24をLDD上に重畳させて、ゲ
ートオーバーラップLDD構造を実現することができる
。
【0006】しかも、第1及び第2の導電膜24、33
は自己整合的に形成されているので、MOSトランジス
タ12やバイポーラトランジスタ11の領域に必要な面
積を少なくすることができる。
は自己整合的に形成されているので、MOSトランジス
タ12やバイポーラトランジスタ11の領域に必要な面
積を少なくすることができる。
【0007】請求項2のBiMOS半導体装置の製造方
法では、第1の導電膜24をゲート電極24の側壁に残
す工程とグラフトベース領域34に対するコンタクト部
を形成する工程とに、耐酸化膜26を共用している。
法では、第1の導電膜24をゲート電極24の側壁に残
す工程とグラフトベース領域34に対するコンタクト部
を形成する工程とに、耐酸化膜26を共用している。
【0008】
【実施例】以下、本願の発明の一実施例を、図1〜12
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【0009】図1は、本実施例によるBiMOS半導体
装置を示しており、図2〜12は、その製造工程を示し
ている。図1に示す様に本実施例はNPNバイポーラト
ランジスタ11とNMOSトランジスタ12とを有して
いるが、これ以外の型のトランジスタを有することも可
能であり、MOSトランジスタをCMOS構造にするこ
とも可能である。
装置を示しており、図2〜12は、その製造工程を示し
ている。図1に示す様に本実施例はNPNバイポーラト
ランジスタ11とNMOSトランジスタ12とを有して
いるが、これ以外の型のトランジスタを有することも可
能であり、MOSトランジスタをCMOS構造にするこ
とも可能である。
【0010】本実施例の製造工程では、図2に示す様に
、Si基板13中に、NPNバイポーラトランジスタ1
1のコレクタになるN層14と、NMOSトランジスタ
12を形成するためのウェルであるP層15とをまず形
成する。
、Si基板13中に、NPNバイポーラトランジスタ1
1のコレクタになるN層14と、NMOSトランジスタ
12を形成するためのウェルであるP層15とをまず形
成する。
【0011】そして、Si基板13の表面に、フィール
ド酸化膜であるSiO2 膜16を形成し、このSiO
2 膜16に囲まれている活性領域の表面に、NMOS
トランジスタのゲート酸化膜等になるSiO2 膜17
を形成する。
ド酸化膜であるSiO2 膜16を形成し、このSiO
2 膜16に囲まれている活性領域の表面に、NMOS
トランジスタのゲート酸化膜等になるSiO2 膜17
を形成する。
【0012】その後、不純物を添加した多結晶Si膜2
1とSiO2 膜22とを順次に全面に堆積させ、NP
Nバイポーラトランジスタ11のベース電極及びNMO
Sトランジスタ12のゲート電極のパターンに、SiO
2 膜22と多結晶Si膜21とを同時に加工する。な
お、多結晶Si膜21の代りに、ポリサイド膜を用いて
もよい。
1とSiO2 膜22とを順次に全面に堆積させ、NP
Nバイポーラトランジスタ11のベース電極及びNMO
Sトランジスタ12のゲート電極のパターンに、SiO
2 膜22と多結晶Si膜21とを同時に加工する。な
お、多結晶Si膜21の代りに、ポリサイド膜を用いて
もよい。
【0013】そして、NMOSトランジスタ12の形成
領域にあるSiO2膜16、22及び多結晶Si膜21
等をマスクにしたイオン注入によって、LDD用のN−
層23をP層15内に形成する。
領域にあるSiO2膜16、22及び多結晶Si膜21
等をマスクにしたイオン注入によって、LDD用のN−
層23をP層15内に形成する。
【0014】次に、図3に示す様に、多結晶Si膜24
を全面に堆積させ、NMOSトランジスタ12の形成領
域にある多結晶Si膜24のみをレジスト25で覆う。
を全面に堆積させ、NMOSトランジスタ12の形成領
域にある多結晶Si膜24のみをレジスト25で覆う。
【0015】次に、図4に示す様に、レジスト25をマ
スクにした等方性エッチングによって、NPNバイポー
ラトランジスタ11の形成領域にある多結晶Si膜24
のみを除去し、更に、露出しているSiO2 膜17を
除去する。
スクにした等方性エッチングによって、NPNバイポー
ラトランジスタ11の形成領域にある多結晶Si膜24
のみを除去し、更に、露出しているSiO2 膜17を
除去する。
【0016】次に、図5に示す様に、レジスト25を除
去した後、CVDによってSi3 N4 膜26を全面
に堆積させ、更にこのSi3 N4 膜26の全面をR
IEする。
去した後、CVDによってSi3 N4 膜26を全面
に堆積させ、更にこのSi3 N4 膜26の全面をR
IEする。
【0017】これによって、NPNバイポーラトランジ
スタ11の形成領域では、多結晶Si膜21及びSiO
2 膜22の側壁に、またNMOSトランジスタ12の
形成領域では、多結晶Si膜21及びSiO2 膜22
を覆っている多結晶Si膜24の側壁に、夫々Si3
N4 膜26を残す。
スタ11の形成領域では、多結晶Si膜21及びSiO
2 膜22の側壁に、またNMOSトランジスタ12の
形成領域では、多結晶Si膜21及びSiO2 膜22
を覆っている多結晶Si膜24の側壁に、夫々Si3
N4 膜26を残す。
【0018】その後、このSi3 N4 膜26をマス
クにして多結晶Si膜24をRIEすることによって、
NMOSトランジスタ12の形成領域にある多結晶Si
膜21及びSiO2 膜22の側壁に、多結晶Si膜2
4を残す。
クにして多結晶Si膜24をRIEすることによって、
NMOSトランジスタ12の形成領域にある多結晶Si
膜21及びSiO2 膜22の側壁に、多結晶Si膜2
4を残す。
【0019】次に、図6に示す様に、熱酸化によって、
N層14及び多結晶Si膜24の露出部にSiO2 膜
27を形成する。そして、NMOSトランジスタ12の
形成領域にある多結晶Si膜21、24及びSiO2
膜16、22等をマスクにしたイオン注入によって、ソ
ース・ドレイン領域になるN+ 層31をP層15内に
形成する。
N層14及び多結晶Si膜24の露出部にSiO2 膜
27を形成する。そして、NMOSトランジスタ12の
形成領域にある多結晶Si膜21、24及びSiO2
膜16、22等をマスクにしたイオン注入によって、ソ
ース・ドレイン領域になるN+ 層31をP層15内に
形成する。
【0020】次に、図7に示す様に、Si3 N4 膜
26を除去した後、NPNバイポーラトランジスタ11
の形成領域にある多結晶Si膜21及びSiO2 膜1
6、22等をマスクにしたイオン注入によって、イント
リンシックベース領域になるP層32をN層14内に形
成する。
26を除去した後、NPNバイポーラトランジスタ11
の形成領域にある多結晶Si膜21及びSiO2 膜1
6、22等をマスクにしたイオン注入によって、イント
リンシックベース領域になるP層32をN層14内に形
成する。
【0021】次に、図8に示す様に、CVDによって多
結晶Si膜33を全面に堆積させ、この多結晶Si膜3
3のうちでNPNバイポーラトランジスタ11の形成領
域にある部分にのみ、ボロン等のP型不純物を高濃度に
イオン注入する。
結晶Si膜33を全面に堆積させ、この多結晶Si膜3
3のうちでNPNバイポーラトランジスタ11の形成領
域にある部分にのみ、ボロン等のP型不純物を高濃度に
イオン注入する。
【0022】次に、図9に示す様に、多結晶Si膜33
の全面をRIEする。これによって、NPNバイポーラ
トランジスタ11の形成領域では、多結晶Si膜21及
びSiO2 膜22の側壁に、またNMOSトランジス
タ12の形成領域では、多結晶Si膜24の側壁に、夫
々多結晶Si膜33を残す。
の全面をRIEする。これによって、NPNバイポーラ
トランジスタ11の形成領域では、多結晶Si膜21及
びSiO2 膜22の側壁に、またNMOSトランジス
タ12の形成領域では、多結晶Si膜24の側壁に、夫
々多結晶Si膜33を残す。
【0023】その後、アニールを行うが、NPNバイポ
ーラトランジスタ11の形成領域では、Si3 N4
膜26が形成されていた部分で、多結晶Si膜33がN
層14に接している。このため、多結晶Si膜33から
N層14へP型不純物が高濃度に固相拡散して、NPN
バイポーラトランジスタ11のグラフトベース領域にな
るP+ 層34がP層32の周囲に形成される。
ーラトランジスタ11の形成領域では、Si3 N4
膜26が形成されていた部分で、多結晶Si膜33がN
層14に接している。このため、多結晶Si膜33から
N層14へP型不純物が高濃度に固相拡散して、NPN
バイポーラトランジスタ11のグラフトベース領域にな
るP+ 層34がP層32の周囲に形成される。
【0024】次に、図10に示す様に、CVDによって
SiO2 膜35を全面に堆積させる。
SiO2 膜35を全面に堆積させる。
【0025】次に、図11に示す様に、SiO2 膜3
5、27、17の全面をRIEして、NPNバイポーラ
トランジスタ11のエミッタ領域及びNMOSトランジ
スタ12のソース・ドレイン領域に対するコンタクト孔
36、37を自己整合的に形成する。そして、コンタク
ト孔36を通してN型不純物をイオン注入することによ
って、NPNバイポーラトランジスタ11のエミッタ領
域になるN層41をP層32内に形成する。
5、27、17の全面をRIEして、NPNバイポーラ
トランジスタ11のエミッタ領域及びNMOSトランジ
スタ12のソース・ドレイン領域に対するコンタクト孔
36、37を自己整合的に形成する。そして、コンタク
ト孔36を通してN型不純物をイオン注入することによ
って、NPNバイポーラトランジスタ11のエミッタ領
域になるN層41をP層32内に形成する。
【0025】次に、図12に示す様に、不純物を添加し
た多結晶Si膜42を全面に堆積させ、NPNバイポー
ラトランジスタ11のエミッタ電極及びNMOSトラン
ジスタ12のソース・ドレイン電極のパターンに多結晶
Si膜42を加工する。
た多結晶Si膜42を全面に堆積させ、NPNバイポー
ラトランジスタ11のエミッタ電極及びNMOSトラン
ジスタ12のソース・ドレイン電極のパターンに多結晶
Si膜42を加工する。
【0026】その後、層間絶縁膜であるSiO2 膜4
3を全面に堆積させ、多結晶Si膜42に達するコンタ
クト孔44をSiO2 膜43に開孔し、多結晶Si膜
42にコンタクトする様にAl膜45をパターニングす
れば、図1に示した本実施例が完成する。
3を全面に堆積させ、多結晶Si膜42に達するコンタ
クト孔44をSiO2 膜43に開孔し、多結晶Si膜
42にコンタクトする様にAl膜45をパターニングす
れば、図1に示した本実施例が完成する。
【0027】以上の様にして製造した本実施例では、コ
ンタクト孔36、37が自己整合的に形成されているの
で、高集積化を図ることができる。また、NPNバイポ
ーラトランジスタ11については、2層多結晶Si膜の
ECL構造をそのまま使用することができ、イントリン
シックベース領域の接合深さを最小限に抑えて寄生容量
を低減させたので、高速化が可能である。
ンタクト孔36、37が自己整合的に形成されているの
で、高集積化を図ることができる。また、NPNバイポ
ーラトランジスタ11については、2層多結晶Si膜の
ECL構造をそのまま使用することができ、イントリン
シックベース領域の接合深さを最小限に抑えて寄生容量
を低減させたので、高速化が可能である。
【0028】
【発明の効果】請求項1のBiMOS半導体装置では、
MOSトランジスタやバイポーラトランジスタの領域に
必要な面積を少なくすることができるので高集積化が可
能であるにも拘らず、ゲートオーバラップLDD構造を
実現することができるのでホットキャリア耐性の高いM
OSトランジスタを有することができる。
MOSトランジスタやバイポーラトランジスタの領域に
必要な面積を少なくすることができるので高集積化が可
能であるにも拘らず、ゲートオーバラップLDD構造を
実現することができるのでホットキャリア耐性の高いM
OSトランジスタを有することができる。
【0029】請求項2のBiMOS半導体装置の製造方
法では、第1の導電膜をゲート電極の側壁に残す工程と
グラフトベース領域に対するコンタクト部を形成する工
程とに耐酸化膜を共用しているので、請求項1のBiM
OS半導体装置を少ない工程で製造することができる。
法では、第1の導電膜をゲート電極の側壁に残す工程と
グラフトベース領域に対するコンタクト部を形成する工
程とに耐酸化膜を共用しているので、請求項1のBiM
OS半導体装置を少ない工程で製造することができる。
【図1】本願の発明の一実施例の側断面図である。
【図2】一実施例の製造工程の一部を示す側断面図であ
る。
る。
【図3】図2に続く工程を示す側断面図である。
【図4】図3に続く工程を示す側断面図である。
【図5】図4に続く工程を示す側断面図である。
【図6】図5に続く工程を示す側断面図である。
【図7】図6に続く工程を示す側断面図である。
【図8】図7に続く工程を示す側断面図である。
【図9】図8に続く工程を示す側断面図である。
【図10】図9に続く工程を示す側断面図である。
【図11】図10に続く工程を示す側断面図である。
【図12】図11に続く工程を示す側断面図である。
11 NPNバイポーラトランジスタ12
NMOSトランジスタ 13 Si基板 17 SiO2 膜 21 多結晶Si膜 24 多結晶Si膜 26 Si3 N4 膜 27 SiO2 膜 33 多結晶Si膜 34 P+ 層
NMOSトランジスタ 13 Si基板 17 SiO2 膜 21 多結晶Si膜 24 多結晶Si膜 26 Si3 N4 膜 27 SiO2 膜 33 多結晶Si膜 34 P+ 層
Claims (2)
- 【請求項1】半導体基板上のゲート絶縁膜上で且つゲー
ト電極の側壁に第1の導電膜が自己整合的に形成されて
いるMOSトランジスタと、前記半導体基板のグラフト
ベース領域に接続されている第2の導電膜がベース電極
の側壁に自己整合的に形成されているバイポーラトラン
ジスタとを有するBiMOS半導体装置。 - 【請求項2】前記ゲート電極を前記第1の導電膜で覆い
、前記ベース電極の側壁で且つ前記半導体基板の表面上
と前記第1の導電膜の側壁とに耐酸化膜を形成し、前記
耐酸化膜をマスクにして前記第1の導電膜をパターニン
グして、この第1の導電膜を前記ゲート電極の側壁に残
し、前記耐酸化膜をマスクにして前記半導体基板の前記
表面に酸化膜を形成して、前記耐酸化膜に覆われている
部分を前記グラフトベース領域に対するコンタクト部に
する請求項1記載のBiMOS半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5044891A JPH04267554A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | BiMOS半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5044891A JPH04267554A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | BiMOS半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04267554A true JPH04267554A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12859147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5044891A Pending JPH04267554A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | BiMOS半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04267554A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH098149A (ja) * | 1995-06-15 | 1997-01-10 | Nec Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
US5889312A (en) * | 1993-07-02 | 1999-03-30 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device having circuit element in stress gradient region by film for isolation and method of manufacturing the same |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP5044891A patent/JPH04267554A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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